数控机床工件的定位和夹紧

数控机床工件夹紧方式及注意事项数控机床是一种高度自动化的机床设备，它能够根据预定的程序进行加工和加工控制。

在数控机床的工作过程中，工件的夹紧是非常重要的一环。

合理的工件夹紧方式可以保证加工质量、提高工作效率，并确保工人的安全。

本文将介绍数控机床工件夹紧方式及注意事项。

工件夹紧方式主要有机械夹紧和液压夹紧两种方式。

一、机械夹紧机械夹紧是通过机械装置将工件固定在工作台上，常见的机械夹紧方式有平口盘、手动卡盘、自动换刀装置等。

1. 平口盘：平口盘是一种常用的机械夹紧设备，它通过紧固螺丝将工件夹紧在工作台上。

使用平口盘夹紧工件时，需要注意螺丝的紧固力度，太紧会影响工件的精度，太松则容易造成工件的脱离。

2. 手动卡盘：手动卡盘是一种手动操作的夹紧装置，它通过手动旋转螺母来夹紧工件。

使用手动卡盘夹紧工件时，需要确保螺母旋紧到位，避免工件的移动。

3. 自动换刀装置：自动换刀装置可以自动完成刀具的更换，提高工作效率。

在使用自动换刀装置时，需要确保刀具的夹持力度适当，以免刀具在切削过程中脱离。

二、液压夹紧液压夹紧是通过液压装置将工件夹紧在工作台上，常见的液压夹紧方式有液压卡盘、油缸夹紧等。

1. 液压卡盘：液压卡盘是一种使用液压力将工件夹紧的装置。

使用液压卡盘夹紧工件时，需要确保液压力适中，既要保证工件的夹紧力度，又要避免对工件造成损坏。

2. 油缸夹紧：油缸夹紧是一种通过液压缸施加压力将工件夹紧的夹紧方式。

在使用油缸夹紧时，需要注意液压缸的位置和压力，确保工件夹紧牢固。

在使用数控机床进行工件夹紧时，需要注意以下几点：1. 选择适当的夹具：根据工件的形状和尺寸选择适当的夹具，夹具应能够夹紧工件并保持工件的稳定。

2. 确保夹紧力度：在夹紧工件时，需要确保夹紧力度适当，太紧会导致变形和应力集中，太松则容易造成工件的脱离。

3. 定期检查夹具：定期检查夹具的磨损情况，及时更换磨损严重的夹具，以确保工件的夹持力度。

4. 提高工件夹紧方式的刚性：夹具和工作台的刚性对工件夹紧效果有重要影响，提高刚性能够减少工件的变形和振动。

3、按驱动夹具工作的动力源分类可分为:手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具等;机床夹具的组成夹具的组成定位元件图定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置;2夹紧装置图夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力切削力等作用时不离开已经占据的正确位置;3 对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置;4 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件;5 夹具体夹具体是机床夹具的基础件,6 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件;若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设置分度装置；为了能方便、准确地定位,常设置预定位装置；对于大型夹具,常设置吊装元件等;机床夹具的作用1、保证加工精度,稳定加工质量;2、扩大机床的功能3、提高劳动生产率;4、降低生产成本;5、改善劳动条件,降低对工人的技术要求;1、工件常用的定位方法：1 直接找正法概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正法;特点：生产率低,精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度2 划线找正法概念：先用划针画出要加工表面的位置,再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧;特点：费时,又需要技术高的划线工3在夹具上定位使用概念：使用通用或专用夹具,使工件在机床夹具中迅速有一确定的定位,不需要找正就能保证工件与机床、刀具间的正确位置;特点：生产效率高,定位精度好,应用与成批以及单件小批量生产中;2、工件定位的基本原理1六点定位原理工件的六个自由度长方体形工件的定位①、概念：用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为六点定位原理;②、“六点定位原理”应注意：1 定位支承点限制工件自由度的作用,应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触;2 一个定位支承点仅限制一个自由度,一个工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数目,原则上不应超过六个;3 分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响2六点定位原理的应用工件定位中的几种情况1完全定位概念：工件的六个自由度全部被限制的定位;2 不完全定位概念：根据工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度的定位;3 欠定位概念：根据工件的加工要求,应该限制的自由度没有完全被限制的定位4 过定位概念：夹具上的两个或两个以上的定位元件,重复限制工件的同一个或几个自由度的现象3、工件的定位方法及其定位元件生产实践中常用的定位方法及定位元件:1工件一平面定位(1)支承钉①、球头支承钉图 B型②、齿纹头支承钉图 C型③、平头支承钉图A型④、可调支承⑤、自位支承1—销轴2—V形块3—可调支承用可调支承加工相似件的图2 支承板2工件以圆柱孔定位定位方式的基本特点是：定位孔与定位元件之间处于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合;1 圆柱销2 圆柱心轴心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工;圆柱心轴定位装夹图花键心轴装夹图3 圆锥销圆锥销定位左粗基准定位右精基准定位圆锥销组合定位图4 小锥度心轴3．工件以外圆柱表面定位1 V形架V形架定位的最大优点是对中性好;V 形架可分为固定式和活动式;2 定位套一般适用于精基准定位,常与端面联合定位; 工件以外圆柱面定位,有时也可用半圆套或锥套作定位元件;1．夹紧装置的组成 如下图1 力源装置产生夹紧作用力的装置;所产生的力称为原始力2 中间传力机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构3 夹紧元件夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹紧作用2．对夹具装置的要求 ： 1夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置; 2 夹紧力大小要适当;3 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺性,尽可能采用标准化元件;4夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全;3、．夹紧力方向和作用点的选择1夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面;V 型块定位图夹紧装置组成示意图1—气缸2—连杆导入：由提问学生普车上所用夹具而导入;新课：1．三爪自定心卡盘优点：可自动定心,装夹方便,应用较广,缺点：夹紧力较小,不便于夹持外形不规则的工件2.四爪单动卡盘特点：四个爪都可单独移动,安装工件时需找正,夹紧力大,适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大的工件;3、复杂、精密工件装夹1花盘铣床夹具铣床上的通用夹具：平口钳如下图铣床夹具中使用最普遍是机械夹紧机构,这类机构大多数利用机械摩擦的原理夹紧工件;斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋、偏心等夹紧机构是斜楔夹紧机构的演变形式;1.斜楔夹紧机构特点：楔块夹紧行程小；结构简单,夹紧和松开需要敲击大、小端,操作不方便;增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的2、螺旋夹紧机构工作特点：1 自锁性能好2 增力比大3 夹紧行程调节范围大4 夹紧动作慢、工件装卸费时适用范围；适用于手动夹紧,在机动夹紧机构中应用较少在实际生产中,螺旋——压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍;3、偏心夹紧机构特点:优点是操作方便,动作迅速,结构简单缺点是工作行程小,自锁性不如螺旋夹紧好,结构不耐振,适用于切削平稳且切削力不大的场合,常用于手动夹紧机构;小结由学生来总结：1、数控车床上一般工件常用的装夹方法;2、数控铣床上一般工件常用的夹紧机构和特点;作业P37 第5、6题。

1 序言有过机械加工经历的人，一定会知道工件的定位与装夹对于加工的重要性。

毫不夸张的说，随着现代科学技术的不断进步，各种先进的数控机床、高智能化CAM软件及高品质刀具不断涌现，各种形状、结构及精度的工件特征很容易被加工出来，反而是加工过程中的一些辅助工作，解决起来，往往会让工艺人员与设备操作人员感觉十分头痛棘手。

安排加工一款工件，如何解决好对工件的定位与装夹，是工艺人员与操作人员动刀前首先需要考虑的两大技术问题，加工一款工件，工件的定位与装夹的选择和安排的合理与否，对于产品的加工质量与加工效率以及对操作人员的可操作性，都具有很大的影响。

对于一些规则结构的工件，加工过程中的定位与装夹自然很容易选择，但对于一些不规则复杂结构、铸件及薄壁等工件，要想合理解决好工件的定位与装夹，还是很需要费一番周折、动一番脑筋的，笔者就职于一家航天加工制造企业，在生产一线从事工艺设计与数控编程工作已有近30年的经验，对于不同结构工件的加工，司空见惯，对于解决工件加工定位与装夹积累了相当多的经验，现对怎样解决工件定位与装夹的共性经验总结如下，希望对同行们解决此类问题有所启示与帮助。

2 工件的定位选择好工件的定位的基准，是动刀加工前的关键一环，工件定位基准选择的合理与否，对于确保加工工件的尺寸，有着十分重要的影响。

一般工件，都会有长、宽、高3个方向的尺寸，所以，标注尺寸的基准就会有3个方向的基准，选择定位基准，在通常情况下，会优先选择设计基准作为定位基准，如果设计基准不便作为加工的定位基准，那就应选择其他的点、线或面进行基准的合适转化。

加工的定位基准，通常用得比较多的方式有：相互垂直的相邻垂直角三面定位、两销一面定位。

对于规则形状的工件来说，定位基准很容易选择；而对于不规则形状的工件，工件本体上几乎没有用得着的作为定位用的基准的定位平面或孔，这就要求工艺设计人员，在进行工艺设计时预留出工件加工的定位基准，以方便工件定位，至于怎样预留定位，下文会选择几种典型零件加以说明，在此不再赘述。

数控机床的零件夹紧与定位技巧数控机床作为现代制造业中的重要设备，在工业生产中起着至关重要的作用。

而其中，零件夹紧与定位技巧是数控机床加工过程中的关键环节之一。

本文将从夹紧与定位的基本概念、常用夹具类型、夹具设计原则以及夹具使用技巧等方面进行探讨，旨在帮助读者深入了解数控机床的零件夹紧与定位技巧。

首先，我们需要明确夹紧与定位的概念。

夹紧是指将工件牢固固定在夹具上，以保证加工过程中工件的稳定性和精确度。

定位则是指确定工件在夹具中的位置，使其能够准确地与加工刀具进行交互。

夹紧和定位是相辅相成的，只有两者兼备才能保证加工的质量和效率。

接着，我们来介绍一些常用的夹具类型。

常见的夹具包括机械夹具、气动夹具和液压夹具等。

机械夹具通过螺纹、扣环或曲柄等机械结构实现夹紧和定位的功能；气动夹具利用气动元件的压力来实现工件的夹紧和定位；液压夹具则运用了液压系统的原理，通过液压缸等装置对工件进行夹紧和定位。

在夹具的设计和使用过程中，有一些基本原则需要遵循。

首先是合理的夹紧力选择。

夹紧力需要根据工件材料、形状、尺寸和加工要求等因素进行合理的估计和选择，以确保工件的稳定性和加工精度。

其次是合理的夹紧方式设计。

不同形状、尺寸的工件需要采用不同的夹紧方式，如夹持、顶针、定心销等，以确保工件在加工过程中不会出现滑动、移位等问题。

此外，还需要注意夹具的刚性和刚性传递，以及夹具的易于操作和调整等方面的设计。

在夹具使用过程中，也有一些技巧值得注意。

首先是夹具的定期检查和维护。

夹具作为数控机床中的重要附件，需要定期检查夹具的各项功能是否正常、夹紧力是否足够稳定，并及时进行维护和更换零部件，以确保夹具的正常使用。

其次是合理的刀具路径设计。

在数控加工中，刀具路径的设计对夹具的选择和使用有着重要的影响，需要根据工件的形状和加工要求等因素，合理规划刀具的运动轨迹，避免因刀具干涉夹具而影响加工质量。

此外，还可以运用一些辅助夹具和夹块等装置，来提高零件的夹紧和定位精度。